SMT贴片机安装调试检测与验收方法

一、设备安装与调试

贴片机从拆箱，零部件的安装，到水平调整，电、气源的安装，机器系统参数的调整，编程，最后到试生产，各个环节都应一丝不苟，严格按照要求去做，才能保证设备的顺利验收，保证设备今后长期、稳定、安全运转。

1、设备的安装

按照已经配置好的生产线将机器安放到位。首先，进行高度调整，设备安装高度以主设备为主，具体是轨道传送皮带上表面到地面的高度，一般为（915±5）mm。其次，进行设备的水平调整，采用一定精度的水平仪，如使用1Div=0.02mm/m的水平仪等；设备的水平调试在0.04mm/m以内。再次，进行设备之间的连线，设备与设备之间有一定的距离，以传送轨道为参考，其间距为（6±2）mm。各设备在横轴上保持一条线，以机器的固定轨道内侧为基准线。如果设备需要架高，安装时必须将设备放置在整体平台上，禁止分别架高支撑设备的各个地脚，以免发生危险。

2、调试

对设备的初期调试，应尽可能使设备的各部分都处在最佳状态，并建立设备的“病历档案”，为以后工作提供方便。每一台设备的调试工作都是一项细致而复杂的工作，现就贴片机的调试进行粗浅探讨。贴片机调试最为普便，又非常重要的有3 个方面：第一，贴片头偏置（HeadOffset）值的调整；第二，与时间相关参数的调整；第三，吸着真空值与真空度检测真空值的调整。下面分别介绍。

（1）贴片头偏置（Head Offset）值的调整

一般情况下，利用厂家提供的系统参数可以进行正常的工作，但由于各方面的原因，如运输过程中的振动，各活动关节之间润滑状况的变化，维护过程中各部件的折装等，都可能引起其相对位置的微小变化。该参数的准确与否，直接影响到吸嘴能否从料架上可靠地拾取元件，是否能将元件安放到设定的位置，是否能够可靠地完成同吸动作等。因此，准确确定各贴片头之间，以及贴片头与各传感器（如Beam Sensor）之间的相对位置是非常重要的。在具体的操作过程中，可以在各个料架、各个工具，以及PCB的允许范围内，尽可能分散地选出若干个点，在每个点上进行调整，最后以平均值或中心值作为贴片头偏置值，以保证其准确性和可靠性。

（2）与时间相关参数的调整

与时间相关参数直接影响机器的速度。我们知道，机器完成每一个动作都必须用一定的时间，理想状态是机器能完美地完成每一个动作，且所用的时间又最短。怎样才能做到所给的时间刚好够用而不造成浪费呢？这需要在机器调试过程中去试验和摸索。一般情况下，厂家所提供的时间参数都是按常规机器给定的，或者微微有点偏大。在实际调试过程中还可以进行调整，缩短。但需要注意，当贴片时间给得太短时，元件会被吸嘴带偏，甚至吸嘴来不及放下元件，贴片头就移动进行下一步贴装；当头 X、Y 轴移动动完成到头开始上、下动作之间的等待时间给得太短时，吸嘴取、放元件的位置与所给定的位置总会有较大的偏差；当吸取元件的时间给得太短时，会出现吸不到元件或立片现象。（立片现象大多数情况下是因为料架位置设得不准所造成的）。同时还发现，在同样的真空吸取值的情况下，拾取大而重的元件所用的时间比吸取轻小元件长。总之，在调试及生产过程中不断积累这些与时间有关的参数的值及其匹配关系，对在保证质量的前提下提高设备的速度是很有意义的。

（3）吸着真空值与真空度检测

真空值的调整不同种类的贴片机大体应用了两种对元件是否吸着的检测方法，第一种是激光检测法，第二种是真空度检测法。例如，MT-5500Ⅱ型贴片机所用的是真空度检测法。吸着真空值与真空度检测真空值是两个相互牵连的参数。当吸着真空值设置太高时，会经常出现吸取失败现象；当吸取真空值设定太低时，吸嘴吸不到元件时不重吸也不报警，这将对元件的贴装质量造成极大的隐患，并且操作人员也不易发现这种故障。当真空度检测真空值设定过高时，在头移动到欲吸取点进行自动检测，若发现吸取压力值低于设定值，则会重复自动检测，影响正常工作；当真空度检测真空值设定太低时（低于吸着真空值），则出现系统参数错误的故障。同时，对于不同的元件，应选用不同型号的吸嘴，对不同的吸嘴又规定了吸着真空值的范围。因此，这两个参数的合理设定将是复杂而重要的。

在设备调试时，参加人员非常重要，最好是设备厂商派来的工程师与工厂技术人员一起参与。工厂技术人员不仅了解设备安装调试的全过程，而且知道机器参数，为今后的设备操作、维修和维护打下基础。调试结束后一定写调试备忘录。

二、设备验收

贴片机是一种价格较为昂贵的设备，当你一旦选定后，你所选择的贴片机的技术参数就确定了，如何检测你所购买的设备是否达到你所需要的要求呢？这需要有一定的程序和规范来对你所要求的技术参数一一进行检测与验收。验收大致有3 大步骤，第一步，机器到厂的开箱验收；第二步，设备安装和调试后验收；第三步，机器性能指标方面的验收。

1、机器到厂的开箱验收

设备到厂后，需要进行开箱验收，验收有以下几个方面的内容。

① 技术资料：随机资料齐全，包括使用说明书、配线图、部品表、SC程序表和维护保养手册等。技术资料中还应有“机器贴装性能表”，这是厂商按照IPC9850的标准对机器进行数据测试，并将数据填于IPC9850-F1表中，提供给用户。

② 外观检查：设备无明显破损、锈迹和油漆剥落。

③ 随机附件、备件和工具清点：实物应与随机清单及合同清单相符。

④ 填写“设备开箱验收单”，双方签字。

2、设备安装后的调试验收

设备安装到位后进行初步的验收，主要以下几个内容。

① 机械检查：在半自动和全自动工作时，搬送和运转正常，无异常噪声。

② 电气检查：电气控制正常，如操作面板和指示灯等。

③ 气动检查：气动元件工作正常，如PCB搬送等。

④ 安全检查：各安全传感器均正常工作。

⑤ 安装高度：主设备安装高度为（915±5）mm（轨道传送皮带上表面到地面的高度）。

⑥ 水平调整：设备的水平在0.04mm/m以内（使用1 Div=0.02mm/m的水平仪）。

⑦ 设备连线时：各设备基准线为固定侧轨道的内侧，设备与设备之间传送轨道的间距为（6±2）mm。

⑧ 验收后，填写机械、电气、气动和连线检查验收单，双方签字。

3、机器性能验收

按贴片机购买合同上签约的各项指标进行逐一检测验收。主要包括几个方面。

（1）贴装精度和重复精度的验收及旋转角测量

① 贴装精度检测：在专用基板上，贴装按相同间距，连续贴装一定面积，贴装后用专用计量仪器进行检查，测量出实际贴装位置和理论贴装位置的误差，即平均偏差和标准偏差，并算出Cpk值，判定设备保证精度的能力，是否达到设备应有的要求。

② 贴片角度检测：在标准板上，按相隔相同旋转角度（如每隔5°），在360°的范围内按相同半径，贴装一个圆周，贴装后用专用计量仪器进行检查，测量出理论贴装位置、角度和实际贴装位置和角度的误差，并算出 Cpk值，判定设备保证精度的能力，是否达到设备应有的要求。

（2）元件范围的验收

贴装设备能够贴的最小元件和最大元件，贴装后用专用计量仪器进行检查，测量出理论贴装位置、角度和实际贴装位置和角度的误差，是否达到设备应有的要求。例如，机器上如果规定能够贴装片式元件01005及集成电路IC 0.4和BGA0.3mm间距元件，验收时都要纳入测试范围，都要进行实际测试。

（3）基板尺寸

在最大印制板上进行贴装，特别是远离中心地区，贴装精度和重复精度的考虑。在机器能力的最大距离进行来回贴装元件，达到一定数量后，用专用计量仪器进行检查，测量出理论贴装位置、角度和实际贴装位置和角度的误差，并算出 Cpk值，判定设备保证精度的能力，是否达到设备应有的要求。

（4）贴装速度

折算理论速度与实际速度的差异。用专用的标准板，在规定范围内进行连续贴装，然后用总的贴装时间除以总点数，得出每贴装一点所使用的时间，是否在设备的规定范围。

（5）软件编程的测试

用3个贴装程序，分别在测试的机器上进行编程，检验其编程速度。

（6）光学视觉系统的检测

① 基板识别系统：Mark点的检测。可用2 种方法，第一，用多个PCB，不同厂家生产的Marke点，检测机器识别的识别率；第二，设计一块PCB，上面布置不同的Marek点，大小不一，干涉不一，检测机器识别。

② 元件识别系统：分别进行3 种类型的元件识别——最小元件的识别和贴装；最精密元件的贴装；非标准元件的识别。采用异性元件进行编程贴装，查看识别率。由于压模工艺和制造公差的问题，元件识别会有问题。例如，采用多家生产的SOT元件，特别是公差比较大的元件进行识别和识别率统计。

（7）吸嘴的检测及元件的贴装率

贴装率是设备通过贴装一定数量的元件才能检测出来，这是设备自身的检测系统，在测试时，要对设备能够装贴的所有元件类型，如片状元件、晶体管和集成电路等，进行贴装测试，这才能全面的测试出设备的装着率的高低。如贴装10000 点，有几个元件抛掉。一般以99.98%为标准。

（8）设备的振动测试

设备安装完毕后，用一个一角钱的硬币直立于机器顶部，设备在高速运行时，看这个硬币是否倒下。不倒下，就证明设备平稳，振动小；如果设备振动大，则需要考虑加固底座和设备的水平度。

4、设备的可靠性

设备验收除了当时设备外观和性能验收外，还必须经过一年设备的磨合，逐步了解设备的性情，对设备的可靠性进行验收。即在设备运行时间（最好一年）内，出现多少次故障，以及平均故障时间等。如果经常出故障，或超过合同规定的要求，可以在最后的10%余款中进行适当的谈判。

另外，由于验收时板的产品批量有限，板的型号有限，验收的结果也会有一定的限制。在保修磨合期时间内，机器所贴产品的批次也增多，还可以查看机器的灵活性和贴装速度等是否达到供应商提供的数据要求。

三、验收方法及注意事项

1、按照标准进行

按照IPC9850标准进行验收。这种方法是一般贴片机厂商采用的做法，对于用户有一定难度，主要是测试手段有限，测试仪器比较贵，也比较难于实现，如果需要，可以要求厂商带仪器来测量。

关于如何进行测量，请参考之前相关内容。

2、按照测试样板进行验收

按照测试板进行验收是行业内也较通用的做法。与IPC9850测试标准不同的是，标准测试主要包括贴片精度、重复精度以及机器速度；而对于贴片机的其他指标，如丢料率、元件的范围，以及振动等没有涉及，而且标准测试是一块玻璃板上一种元件，对于覆盖元件多的贴片设备，只好一种一种的进行测试。

测试板验收是将所有元件在一块印制板上贴装，印制板不是玻璃，而是实际设计、制造出来的DEMO验收板，它可以兼容所有类型的元件，元件角度可以变化，甚至组成各种图形，验收时进行实际的贴装，然后用其他AOI或本机的印制板CCD进行检查，必要时还可以进行焊接和检查缺陷率。测试板验收基本包括以下几个方面。

（1）验收板

这种验收方法的关键是测试样板，它的精度和复杂程度决定验收的效果。测试样板有贴片机厂商提供的，也有客户自己提供的，但大多数是厂商提供的。所以测试样板各式各样，不同贴片机厂商测试板会有差异，特别是印制板制作精度要求也要严格。

测试板上的图形包括合同上规定的、机器所涵盖的所有元件，如片式元件最小达01005，集成电路IC 0.4和CSP0.3mm间距元件等在测试板上有相应的元件焊盘，各种元件分布在板的各个部分，如在板的四角和中心布置一定数量的片式元件，穿插CSP，QFP和BGA元件。

测试板尺寸设计越大越好，最好为设备的最大尺寸，如300mm×250mm；板厚1.6mm；测试板制作精度要比一般印制板制造要求高，特别是焊盘尺寸和间距的精度要求高，一般要求焊盘尺寸精度在±0.01，焊盘尺寸图形与引脚1:1，避免由于印制板制造带来的误差而影响测量结果。印制板的数量越多越好，以便于进行数据统计，测试结果越可信。最低数量按照片式元件考虑；如片式元件的贴装数不低于10000的数量，板上设计1000个片式元件，必须贴装10块板才能具有统计效果。关于测试板的图样请参考下图。

（2）验收元件

验收元件可以是真实元件，一般片式元件和QFP元件等均采用实际元件；也可以用模拟元件，如集成电路QFP，BGA和CSP等。提供验收的元件必须符合相关技术规范，这样消除了由于元件误差造成的测试结果误差。

（3）测试步骤

第一步，进行正式贴装前的准备。将印制板编号，并粘贴黏度合适的双面胶；同时进行元件上料、机器编程和调试。第二步，进行正式的贴装并记录。将测试板依次进行测装。贴装时记录各种所需的数据，比如，计时器记录传送时间、贴装时间及机器贴装中抛料率。第三步，将贴装后的印制板进行数据收集和处理。用AOI、读数显微镜和机器本身的CCD对贴装结果进行测量和数据收集。

（4）数据处理

将测试的数据进行数据统计和处理。按照第1 章的计算方法，计算贴片速度、贴片精度、重复精度和旋转精度等；同时通过测试还可以得出CCD的识别能力、抛料率和印制板在边缘与中间的精度差异等。

（5）判断设备合格否

将得到的实际数据与给出数据进行比较，找出差异，并判断设备的各项指标是否符合合同规定的要求。

3、按照实际产品验收

将实际产品在SMT生产线上进行试生产，根据实际生产的结果来评估贴片机的优劣。这种方法适合大规模生产，而且产品一般是相对稳定的。选择的实际产品应该具有一定的代表性，包括元件范围广泛，如片式电容和电阻越小越好，最好达到0201；IC元件的引脚间距最好达到0.4mm，IC尺寸越大越好，引脚数越多越好；BGA元件一定要求贴装验收，间距0.5mm CSP已经广泛应用，验收生产最好有一定的批量，这样才能有一定的统计学数据，如速度和精度通过判断和比较才更有说服力。实际产品贴装的判断比较粗略，主要是视觉目检判断，一般可以参照IPC-610-D三级标准中的位移进行。如QFP元件引脚侧面偏移不超过焊盘的25%为合格，但趾部不允许偏移；片式阻容元件也一样，侧面偏移不超过焊盘的25%为合格，趾部不允许偏移。BGA元件偏移焊盘50%为不合格。经过一定批次的生产和检测，所有贴装不合格率不应超过1[插图]。由于实际生产还需要焊接完成，制造完成后的产品是一个成品，可以统计不良焊点率和直通率。对SMT生产线进行全面评估。

这种方法简单，在早期SMT生产线验收中大量采用，但它往往是一个初略的方法，不能定量地描述贴片机的各项指标。有时也发现不了机器的问题，甚至设备达不到规定的各项指标，你也没有办法检查出来。另外，验收板的复杂程度也会影响验收结果。所以，建议有条件的厂商最好采用第一、二套方案验收。

4、性能验收注意事项

① 实际测量数据不超过供应商提供数据的25%，如贴片速度不低于理论速度的75%。

② 贴片机精度的测量从实际出发，Z轴比X和Y轴的精度要高，特别是细小元件的贴装，对 Z 轴的精确控制是控制缺陷率的一种手段。因此，用小元件如01005 验收贴装，不仅是精度的检验，而且是贴片机Z轴控制的一项检验。

③ 不光要进行精度检验，最好进行印制板的实际焊接。测试板和实际产品的验收都可以进行实际焊接，这样能全面地检查整条生产线上的所有设备的完整性。

④ 在贴装细小元件0402，0201 和01005 时，如果采用玻璃PCB，可以不用双面胶作黏接剂，而改用润滑油脂，更接近实际效果。

⑤ 测试前可以参照IPC9850标准执行，并进行实验指导书的编写。

⑥ 提供的元件及相关辅料（如双面胶、油脂和玻璃板等）应符合有关技术规格。

⑦ 贴出的板应100%满足SMT检验规范及设备精度要求，即在连续5000 点的贴装中，无漏贴现象、无贴装位置完全偏离焊盘现象及无翘立与竖贴现象。

⑧ 设备记录的生产情报应满足：吸着率≥99.95%，装着率≥99.90%。

5、验收单

在对所购买的设备进行全方位的测试和验收评估后，合格与否需要填写设备安装验收表（见下表），双方签字。